CN1639544A - 终端设备上的导航和选择方法 - Google Patents

Abstract

在一种在移动终端设备上的显示屏上至少部分地显示的信息空间内导航和选择的系统和方法。所述信息空间包含可选择的信息目标属性。该终端设备包括运动传感装置，用于控制所显示的信息和目标选择。信息目标可以代表信息空间，由此目标属性确定显示、导航和选择特性。具体而言，沿着预定轴的终端设备的运动影响将信息映射到显示屏幕上的投影类型，同时还影响比例因子。

Description

终端设备上的导航和选择方法

技术领域

本发明一般涉及在终端设备上的信息导航和选择的方法和装置，所述终端设备具有可以仅显示完整信息的一部分的显示器。

背景技术

便携式工具的使用越来越普遍，所述便携式工具例如是移动电话机、个人数字助理(PDA)、电子笔记本、手持式计算机和其它电子手持式设备。这样一个设备的用户通常可以从诸如日历和地址本等若干可选择的应用程序中进行选择。通常，已经在终端设备上实现了这些应用程序，所述终端设备具有用于执行应用软件的处理和存储装置。定位和运行应用程序所必需的步骤已经相当简单，通常涉及通过多个简单文本菜单进行浏览。然而，诸如GPRS(通用分组无线电系统)的无线技术和诸如UMTS(通用移动电信系统)的宽带无线技术的发展允许用户通过接入数据网络节点来访问所提供的复杂应用程序。应用程序的种类快速增加，导航和选择问题在直观和有效的用户接口设计中已经成为重要课题。为了启动一个应用程序，通常要求用户操作用于导航和选择代表应用程序的目标的各种控制。控制例如可以实现为按钮、操纵杆、拇指轮和指示设备等。这些控制通常影响一种可移动到任一显示的可选择目标的光标。然后，通过操作另一个控制来执行所选择的目标。控制手持终端设备的公知方法的问题在于它们并不直观，需要多个操作步骤来完成一项工作，通常要求使用双手来控制设备，而用户更希望只使用一只手。

当使用通过网络节点提供的业务时，可能需要复杂的导航来定位和选择代表所需功能的目标。例如，以太网向用户提供大量的链接信息，而在移动设备的小型显示器上同时仅能显示一小部分。每个所显示的屏幕图像可以进一步包括代表不同功能或应用程序的可选目标。如果用户可以获得信息的概况从而便于定位相关的子区域和更详细地扩展这个子区域将是有利的。众所周知，用户有时能够改变比例，例如字体大小，从而获得更佳的完整信息的概况。然而，改变比例通常要求附加的控制操作，例如启动比例菜单和选择比例因子。

还注意到例如在互联网或内联网上提供的大量信息在种类上变化很大，包括普通文本、图形、图像和音频。然而，以往通常在思想上针对文本信息来设计导航的方法和装置，因此以直观的方式向用户表示信息类型将是很有利的。例如，将地图直观地理解为球形表面的平面投影。在现有技术中选择适合于特定目的的地图投影是众所周知的。类似地，当处理文本信息时，书籍范例是很直观的，即在相互重叠的多个书页上划分文本，以便通过翻页可以浏览特定的书页。在移动设备上能够实现三维显示技术。已经进行了很多努力来获得三维计算目标的直观显示。用户可能喜欢在三维世界内在任何方向上活动以直观地定位和从所有侧面观看三维目标。因此，根据信息类型和用户环境方便地显示所观看的信息可能是有利的。

因此，需要一种在终端设备上便于在大量信息中浏览和选择的方法和装置，所述终端设备具有能够只显示完整信息一部分的显示屏。

背景技术

欧洲专利申请EP 1 028 366 A2(Fahteh S等人)公开了一种运动驱动访问目标浏览器的方法。通过跟踪显示设备的移动，用户能够浏览映射到虚桌面上的信息内容。此外，响应于用户输入的命令，该发明虚拟放大所显示的信息。通过在用户感兴趣的方向上移动设备，允许用户浏览比显示器大得多的二维目标。通过沿着虚拟的z轴移动设备，用户可以放大到所显示信息的更近视图。Fateh主要考虑的是地理信息即地图信息。通过放大操作，获得某一地图区域的更详细的信息。然而，在全部的导航过程中保持相同类型的地图投影。根据Fateh，地理信息可以用于表示包括多个信息单元的一个信息目标。根据可变放大比，显示最小的信息单元。然而，根据Fateh，信息单元并不代表具有其自身的内部特征和例如可以与多个新的信息单元相关的可选择目标。还注意到，根据Fateh，在显示信息时所使用的投影类型在全部导航过程中是相同的。

因此，改善Fateh的用于在多个信息单元间导航的方法以便将至少一些信息单元表示为可以独立于其目标属性而显示的独立可选择信息目标将是很有利的。

发明内容

本发明通过提供用于改善与信息空间交互的方法和装置来解决上述问题，所述信息空间包括多个信息单元，其中至少一些信息单元代表具有目标属性的独立信息目标。

根据本发明，使用移动设备上的传感设备来执行目标的导航和选择，由此在上述操作中目标属性确定目标行为。

本发明的一个目的是提供用于使用独立于目标属性的投影类型来显示与信息目标有关的信息的方法。

本发明的另一个目的是提供导航模式和选择模式。在导航模式中，本发明提供通过扩展信息空间导航的方法和装置，在每一时刻在显示屏幕上仅可显示一部分所述扩展信息空间。在选择模式中，本发明提供用于在当前显示的信息部分中定位和选择一个可选择目标的方法和装置。在优选实施例中，同诸如按钮的终端控制一起使用运动传感设备来在导航和选择模式中执行控制。具体而言，当打开终端设备时，显示器仅显示包括可选择目标的一部分信息空间。通过启动第一终端控制，该终端设备进入导航模式，将运动传感设备所指示的当前值记录为终端设备参考位置。相对于参考位置测量随后的终端设备运动。如果信息扩展超出了显示器的界限，则用户可以移动该设备以改变所显示的信息部分。移动可以包括终端的平行位移或旋转。通过释放终端控制，锁定当前显示的屏幕，此后，终端的运动将不会影响所显示的信息。在下次启动导航模式时将记录一个新的参考位置。在本发明的优选实施例中，存在在显示器上标记的一个选择区域，例如附有阴影的圆。通过导航操纵在选择区域上移动希望选择的可选择目标以与选择区域至少部分地重叠。标记与选择区域重叠的目标。通过操作第二终端控制，用户可以获得与所标记的目标有关的更详细信息或选择该目标。注意到用于显示所选信息目标的投影类型可以取决于目标属性。本发明的一个目的是使投影类型与终端运动，具体而言是沿着所定义的z轴运动相关。在权利要求书中所定义的系统和方法实现了本发明的目的。根据下文中给出的详细描述，本发明可应用的其它范围将是显而易见的。然而，应当理解虽然表示本发明的优选实施例，详细的描述和具体的例子仅是说明性的，因为根据本详细描述，在本发明范围内的各种改变和修改对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。

附图说明

当结合附图，参考下述详细描述，能够更完整地理解本发明的系统和方法，附图仅是说明性的，因而并不限制本发明的范围，在附图中：

图1是显示目标、选择区域和控制的终端设备的示例性示意图。

图2图示所显示的作为一个列表型目标的目标。

图3图示所显示的代表球体的目标的另一个例子。

图4图示在终端设备上坐标系统的配置。

图5是圆锥投影原理的示意图。

图6图示终端设备的示意图。

图7图示与特定导航模式有关的显示器。

图8图示代表用于阅读的教科书的所显示目标的例子。

图9是图示根据本发明在操作终端设备时的步骤的流程图。

具体实施方式

图1示例性地图示了实现导航和选择的方法和装置的蜂窝电话机100。该蜂窝电话机具有显示设备170和两个分别用于导航140(N)和选择150(S)的控制。该显示设备具有选择区域110。示例性地图示了所显示的目标120、130。一个目标130代表一个列表目标，并已移动到与选择区域110重叠。因此，已经用诸如粗轮廓线来标记这个目标。在这个显示状态中，用户可以操作选择按钮150(S)来选择目标130。根据目标属性，所述选择可能导致显示新的信息空间或者启动与所选择目标有关的某个终端功能。

在图6中图示了根据本发明一种优选实施例的终端设备，它涉及一个蜂窝电话机，包括显示设备670、传感设备660、处理装置640、存储装置620和在所图示的实施例中图示为按钮的输入装置650。此外，该设备可以包括用于通过无线网络通信的收发信机610和用于接收位置信息的接收机630，例如GPS接收机。定位装置的其它例子包括用于例如在蜂窝系统的基站上三角测量定位的装置和用于相对于参考表面测量终端设备位置的装置。

存储器620可以包含至少一部分信息空间。如果存储器620没有容量来存储完整的信息空间，则例如可以通过空中接口来下载所需要的部分以替换在特定时刻并不需要的部分。对于在存储器620中存储的每个目标来说，有一个相关的属性文件。该属性文件可以包括用于映射信息空间以在显示屏幕上显示的投影类型和选择区域的特征。通过启动控制140(N)，输入单元650生成指示处理单元640将单元660所指示的当前传感器数值记录为参考位置的控制信号，随后相对于所述参考位置来测量终端设备的运动。

现在将参考图9来详细描述根据优选实施例的蜂窝电话机的操作，在图9中图示了一个流程图。在910，启动导航模式，例如通过按下按钮140(N)并保持按压状态。在这个步骤中包括将当前运动传感器数值记录为蜂窝电话机的参考位置。

在920，该终端相对于参考位置运动，因此改变信息空间的显示部分，以便选择目标130与选择区域110重叠，并被标记为选择。

在930，释放导航控制140(N)，因此锁定当前的显示，对于终端设备的进一步运动不敏感。

在步骤940，启动选择控制150，因此实现所标记目标的选择。

在950，根据选定目标的目标属性来显示新信息。现在，可以重复步骤910，以在新的信息空间内继续导航。

图3图示选择代表地理信息空间的目标的情况。在300，存在地球的投影。这个目标的属性允许用户旋转地球以显示不同的部分，还允许在地球上放大以获取所显示部分的进一步的细节。为了定义蜂窝设备的运动，如图4所示，引入坐标系统。可沿着矩形显示屏幕400的边410、420引入示例性的x和y轴，z轴430垂直于显示屏幕。将围绕任一轴的旋转运动转换成地球的相应旋转。选择区域110可以位于坐标系统的原点上。负z方向的转换运动导致放大到以原点为中心的区域。

可选实施例

在本发明的一种实施例中，每个控制140和150具有两种模式。因而，通过使控制150(S)启动的时间周期超过预定的时间，则显示与标记选择的目标更多的信息。当释放控制150(S)时，删除信息。根据这个实施例，用户通过使控制150(S)启动的时间周期低于预定的时间来选择一个标记的目标。类似地，根据这个实施例，使控制140(N)启动的时间周期超过预定的时间将蜂窝设备设置为导航模式。使控制140(N)启动的时间周期低于预定的时间将蜂窝设备设置为如图7所示的特殊导航模式。特殊导航模式允许通过一组所保存的屏幕来导航。例如，在每次选择目标时，可以将执行选择的显示屏幕存储在能够存储预定数量的显示屏幕的存储装置620内。图7图示一个连接符号树710，每个符号表示一个显示屏幕。在720，图示一个导航符号，通过移动设备可以将其放置在任一所希望的符号710上。如上所述，可以获得与任一标记符号710有关的信息，例如相应屏幕的简短描述。在标记符号710上的选择操作恢复相应的屏幕显示。图7中730上的符号被特殊标记，以表示在进入特殊导航模式时用户显示的最后一页的位置。

在本发明的一种实施例中，选择区域130是一个目标属性。更具体地说，一旦选择一个目标例如目标130，则获得一个新的显示屏幕，其中包括与选定目标130有关的大小、形式和其它特性的选择区域110。例如，图2图示通过选择代表可选主题列表的目标130获得的信息空间。在图2所示的例子中的选择区域110包括选择条形式的区域210。通过启动控制140(N)，用户可以导航从而在选择条上定位一个希望的主题并将其标为选择。如上所述，使控制150(S)启动的持续时间超过预定时间导致显示与所标记主题有关的信息。释放控制150(S)并再次使其启动少于预定时间的时间周期实现所标记主题的选择。

在本发明的一种实施例中，代表球形表面上信息的目标的投影是如图5所示的圆锥映射投影。具体而言，根据这个实施例，用户可以沿着z方向430移动设备，从而以连续的方式使比例和定义圆锥投影类型的510上的角度相关。因此，用户可以使视图从显示为目标方位圆投影的目标总视图改变成提供一小部分球面的详细显示的圆柱投影(＝0)。根据这个实施例，放大操作中比例的改变与沿着负z轴的相对位移成反比，因此当设备“向着”目标移动时获得更小的比例(即更多的细节)。因而，假设Δz是当从参考位置测量时沿着负z轴的位移。首先，当选择目标时，Δz＝0。接着，Cos根据Cos＝f(Δz)改变，其中f是诸如f(0)＝0和f(∞)＝1的单调递增函数。因而，通过在负z轴上移动蜂窝设备，投影角相应地改变。接着用M表示地图比例。比例例如可以与面积或距离有关。则M＝θ(Δz)，其中函数θ使θ(0)对应于比例因子M0，以便例如如图3所示，球体的圆形投影全部显示在显示屏幕上。当信息包括地图或复杂图解时，上述投影特别有用。在另一个例子中，一个目标代表一本教科书。导航该屏幕放置该教科书目标图标与选择区域重叠，从而允许执行选择操作，由此例如显示内容列表。用户可以选择特定的章节，从而在平面投影上显示选定章节的页面，例如如图8所示，每一页根据放大因子占用同等的页面目标面积。在图8中，已经图示了页面810和820的页面布局。如上所述，可以执行导航，可以在显示屏幕上以可读的形式放大和显示特定页面。可以使用页面属性来获得不同的读模式。例如，在一种模式中，文本可以不扩展到屏幕右界限之外，与放大倍数无关。在这种情况下，可能需要向下滚屏以浏览完整文本。在另一种模式中，可以以RSVP形式(快速连续可视显示)显示文本。因而，当放大成具有这个属性的页面时，根据RSVP程序，读窗口将出现，显示一行包括若干单词的文本。

根据所描述的两个实施例，可以看出放大操作可以影响用于显示某一目标的投影类型。

在另一种实施例中，该设备可以接入用于与外部存储器无线通信的通信设备。显然，某些信息将需要大量的存储容量和功能强大的处理装置。因此，在这个实施例中，如果在对应于本地存储信息的范围之外执行导航，则设备连接到外部实体。然后，可以将新的信息下载到该设备并替换当前不被使用的信息。外部实体还可以执行所需要的计算，例如通过目标所使用的特定复杂投影。因此，在这个实施例中，将根据运动传感设备获得的位移矢量同与当前显示视图有关的信息一起发送给外部实体，从而使外部实体能够根据合适类型的投影执行下载新信息所必需的操作。

在另一种实施例中，一个目标属性涉及对设备的地理位置的依赖性。可以从GPS系统获得设备的位置。然后，可以使用本发明的有用特性来向用户提供用于在位置处导航的功能强大的装置。假设在用户位置上可获得地图，提供在任一方向上不超过例如50米的某个最小大小的目标的有关信息。可以通过无线接口从远程服务器下载该地图，并表示为具有它的N-S方向，例如沿着图4中的y轴。如果设备具有罗盘装置，持有该设备的用户可以转向以便地图的N-S方向对应于实际的N-S方向。然后，通过进入导航模式，将这个设备位置存储为参考位置。通过绕z轴转动，现在用户获得在任一希望方向上的视图。通过放大操作，用户可以获得位于选定方向上周围内目标的相关信息。可以以目标的文本描述和图像的形式来提供信息。可以选择任意这样的显示目标信息从而获取更详细的信息，或者从同一地图获得，或者例如通过连接到信息节点。

尽管地球的地图尤其适合于所描述的方法，但是其它类型的信息也可以使用相同的方法。例如，可以将电子图案映射到球形表面上，可以使用所描述的方法来导航该图案。

如此描述了本发明，显然可以通过多种方式进行修改。这些改变并不被视为脱离本发明的精神和范围，本权利要求书的保护范围将包含对于本领域的技术人员来说显而易见的所有这些修改。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.一种在终端设备上导航和选择信息的方法，所述终端设备包括显示器、输入装置、处理装置、运动传感装置、通信装置和存储装置，其特征在于步骤：

使用可表示的显示为至少一个信息目标的信息部分装载存储装置；

通过设备相对于参考位置的第一次运动，根据相关的目标属性，改变所显示的至少一个信息目标的表示；

确定所显示的选择工具，其类型取决于至少一个信息目标的目标属性，并通过设备的第二次运动来选择一个信息目标。

2.权利要求1的方法，其特征在于，所述第一次运动涉及表征至少一个信息目标的多个自由度。

3.权利要求1或2的方法，其特征在于，所述至少一个信息目标的表示对应于显示为球体圆锥投影的球体。

4.权利要求3的方法，其特征在于沿着预定z轴移动设备导致对应于角度(510)变化的投影类型的改变和球体放大属性的同时变化。

5.权利要求3的方法，其特征在于，初始投影是对应于＝2/π(510)的平面投影，放大比使该平面投影位于显示屏幕的物理界限内。

6.权利要求4的方法，其特征在于，在向着球体的方向上沿着所述z轴移动终端设备，同时趋近对应于圆柱投影的限制值＝0(510)和限制最大放大比。

7.权利要求1的方法，其特征在于，所述显示的至少一个信息目标代表阅读用的书，它包括多个信息页面，所述控制对应于翻书页或放大书页。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于，继续所述的放大书页达到极限值，表示的类型改变成RSVP格式。

9.一种在终端设备上在包含带有相关属性的目标的信息空间内导航的方法，所述终端设备包括显示屏幕和运动传感装置，所述信息空间根据一种类型的投影部分地显示在显示屏幕上，其特征在于，根据所述属性，终端设备沿着预定方向的运动导致所述投影类型的变化和显示比例因子的同时变化。

10.权利要求9的方法，其特征在于，投影的类型对应于一个球体，所述球体投影显示为圆锥投影。

11.权利要求10的方法，其特征在于，沿着所述预定方向向着球体移动所述终端设备，同时趋近对应于圆柱投影的限制值＝0(510)和限制幅度。

12.权利要求9或10所述的方法，其特征在于，，一个初始投影是一个对应于＝2/π(510)的平面投影，初始的放大比使该平面投影位于显示屏幕的物理界限内。

13.权利要求1的方法，其特征在于，所述的通过第一运动的控制步骤包括附加步骤：

响应于终端设备对应于所装载信息的当前范围之外信息的运动和在所述装载步骤之前，与远程信息源建立通信，并从终端设备传送运动参数和投影类型；

根据运动参数和投影类型，在所述信息源上准备一个下载文件

将下载文件下载到该设备，并根据所述投影类型显示其至少一部分。

14.根据权利要求13的方法，其特征在于，所述装载取决于设备的地理位置，还包括步骤：

在南北方向上校准该设备；

在某一方向上定向该设备，并显示表示物理目标和它们的沿着某个方向上的路线的相对距离的信息目标；

沿着所述某个方向执行放大操作，以选择所述信息目标中的所希望的一个信息目标。

15.一种导航和选择信息的设备，包括显示器、输入装置、处理装置、运动传感装置、通信装置和存储装置，其特征在于：

装置，用于使用可表示的显示为至少一个信息目标的信息部分装载存储装置；

装置，用于通过设备相对于参考位置的第一次运动，根据相关的目标属性，控制所显示的至少一个信息目标的显示；

装置，用于确定所显示的选择工具，其类型取决于至少一个信息目标的目标属性，并通过设备的第二次运动来选择一个信息目标，所述第二次运动使一个目标与选择工具至少部分地重叠。

16.根据权利要求15的设备，其特征在于，所述用于控制的装置影响对应于的至少一个信息目标的多个自由度的参数。

17.根据权利要求15或16的方法，其特征在于，至少一个信息目标是显示为圆锥投影的球体，所述控制装置使角度(510)和放大因子同时改变。

18.权利要求15的设备，其特征在于：

装置，用于响应于终端设备对应于所装载信息的当前范围之外信息的运动，与远程信息源建立通信；

装置，用于根据在所述通信中提供的与运动参数和投影类型的相关信息，在所述远程信息源上准备一个下载文件；

装置，用于将所述下载文件下载到该设备。

Claims (16)

1.一种在终端设备上导航和选择信息的方法，所述终端设备具有显示屏、输入装置、处理装置和运动传感装置，所述信息至少部分地显示在显示屏幕上，该信息还包括多个可选择的目标，其特征在于，包括步骤：

操作第一控制，以将设备设置在启动导航模式内和确定终端参考位置；

相对于参考位置移动该终端，以使所显示的所述可选择目标之一和所显示的选择符号至少部分地相互重叠；

操作第二控制，以根据所述一个目标的至少一个目标属性来选择所述一个目标和调用终端显示操作。

2.权利要求1的方法，其特征在于，所述显示的选择符号是固定的，和至少部分显示的信息根据终端设备的运动而改变。

3.权利要求1的方法，其特征在于，至少部分显示的信息是固定的，所述显示的选择符号根据终端设备的运动而改变。

4.权利要求1的方法，其特征在于，所述一个目标代表一个球体，所述终端显示操作包括根据圆锥投影显示该球体。

5.权利要求4的方法，其特征在于，终端设备围绕任意两个不平行预定轴的旋转运动引起球体的相应旋转。

6.权利要求4的方法，其特征在于，沿着定义为z轴的预定线路移动终端设备导致角度(510)的改变和所述球体放大率的同时变化。

7.权利要求6的方法，其特征在于，在选择所述一个目标时的初始化投影是对应于＝π/2的平面投影，放大率使球体的平面投影位于显示屏幕的物理界限内。

8.权利要求6的方法，其特征在于，沿着所述z轴在向着球体的方向上移动终端设备，同时趋近对应于圆柱投影的限制值＝0和限制最大放大率。

9.权利要求1的方法，其特征在于，当所述导航模式不工作时，显示被锁定，并且对于任何终端设备运动是不变的。

10.一种在终端设备上在包含带有相关属性的目标的信息空间内导航的方法，所述终端设备包括显示屏幕和运动传感装置，所述信息空间根据一种类型的投影部分地显示在显示屏幕上，其特征在于，根据所述属性，终端设备沿着预定方向的运动导致所述投影类型的变化和显示比例因子的同时变化。

11.权利要求10的方法，其特征在于，所述信息空间是一个球体，所述投影是圆锥投影。

12.权利要求11的方法，其特征在于，在两个极端点之间沿着所述预定方向移动所述设备导致圆锥投影从平面投影改变成圆柱投影，同时显示比例因子从最大值改变成最小值。

13.权利要求12的方法，其特征在于，对应于平面投影的所述比例因子使所述球体包含在显示屏幕的物理界限内。

14.权利要求10的方法，其特征在于，所述终端设备围绕两个预定非平行轴中任一轴的旋转运动引起球体的相应转动。

15.权利要求1的方法，其特征在于，所述运动的步骤包括下述附加步骤：

响应于所述终端设备在终端信息存储器高速缓存范围外部的运动，通过无线接口连接到远程信息服务器；

向所述信息服务器传送运动矢量和一种类型投影；

在所述信息服务器上执行计算以根据所述投影类型准备下载文件；

将所述下载文件下载到所述终端存储器高速缓存，并根据所述投影类型在终端显示屏幕上显示其至少一部分。

16.一种在终端设备上在与终端设备的物理相邻有关的信息空间内导航的方法，所述终端设备包括显示屏幕、运动传感装置、定位装置和罗盘装置，其特征在于，步骤：

连接到远程服务器和传送设备位置的位置信息；

从所述服务器下载与所述设备位置有关的信息；

使用所述罗盘装置在南北方向上校准所述终端设备；

进入终端设备导航模式和确定终端设备参考位置；

指示终端进入物理相邻的所希望的目标；

放大所希望的目标直到予以标记选择；和

选择标记为选择的目标。

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